水利工程地基处理设计分析

水利工程地基处理设计分析

毕葳

河北省水利水电勘测设计研究院集团有限公司 河北 石家庄050000

摘要：近年来，随着水利工程的兴建数量不断增加，施工技术也在不断进步。水利工程具备其自身的特殊性，所以对于地基的选择空间较小，往往在施工过程中会遇到不良地基。随着水利工程的兴建，较为优越的地基越来越少，大多都已经被开发利用了。通过查阅资料可以发现，水利工程大多在沿海地区或内河流域，但由于水的作用，地基的承载能力会逐渐减弱。目前大多数水利工程不得不在不良地基上兴建，所以，分析水利工程中不良地基的改造技术很有必要，避免不安全因素的发生。

关键词：水利工程；地基处理；处理措施

1水利工程施工中软土地基的特点与危害

1.1土质分布不均

软土地基的一个显著特点是土质分布的不均匀性。这种土质的不均一性主要体现在不同深度和位置的土层成分、密实度和含水量上的差异。由于沉积过程中水流速度的变化，可能导致相同区域内软土的物理和力学性质存在显著差异。这种不均匀性给水利工程施工带来了诸多挑战，例如，地基的承载力可能因地质差异而呈现不均匀性，使得工程难以实现均匀沉降，增加施工难度和风险。在工程设计时难以准确预测各部位的土质状况，可能导致结构在施工或使用过程中发生不均匀沉降或变形，从而影响工程的稳定性和安全性。

1.2整体强度不足

软土地基的另一个关键特点是整体强度不足。软土通常含有大量的细颗粒、有机物和水分，这导致其自身的承载能力较低。在重载荷作用下，软土地基易产生过大的压缩和塑性变形，导致地基沉降。长期受力后，软土地基可能还会出现蠕变现象，即持续的、缓慢的、不可逆的变形。在水利工程中，如果对这种强度不足的地基处理不当，可能会导致工程结构在使用过程中出现过度沉降、倾斜乃至破坏，严重时还可能引起地面塌陷，给工程安全和使用功能带来严重威胁。

2水利工程中地基基础处理技术

2.1软土处理技术

软土指的是土质淤泥比较多，或者土质含水量比较高，这类土质缺乏承载力。广东省清远地区经常会出现软土地质，在高压的影响下，软土地质很容易发生滑坡和膨胀以及变形等问题，从而增加了安全隐患。因此，突出软土处理技术的重要性，当前在处理软土地质的过程中主要是利用换土法和排水固结法。换土法主要是利用低压缩性和高承载力的土质，有利于大幅度提高地基结构的安全性和稳固性，换土法的操作比较简单，但是操作成本比较高，不利于处理后续问题。排水固结法使用频率较高，通过人工加压和排水方式，使软土地基的稳固性提高，这种方法的操作难度比较低，成本也更低。

2.2锚固技术

锚固技术是在基础内设置锚杆或锚索，通过锚固装置与结构连接，提高基础的稳定性和承载能力。锚固技术的设计需要考虑基础特性、荷载条件和结构要求，要保证锚固点的位置、数量、深度满足工程要求，并进行合理的荷载计算和锚固体系设计。选择合适的锚固材料是保证锚固系统稳定可靠的关键，同时还要考虑材料、强度、耐久性等因素。施工过程中，应注意材料的质量和精度，确保锚点的准确位置和稳定性。锚固技术施工完成后，应定期进行监测和维护工作，包括测量锚固点的位移、应力、变形等参数，及时发现异常情况，并采取必要的修复和加固措施。

2.3化学加固技术

化学加固法在实际使用的过程中主要是将化学添加剂，如化学溶液、水玻璃、水泥浆液、固结剂等含有较强的凝固作用的化学品直接灌入土层之中，将土层的土粒胶结起来。将这些化学剂倒入搅拌机中进行搅拌，能够增加土层的承载力和稳定性，对于降低沉降速度，提高土层的稳定性有着较好的作用。通常化学加固法适用于砂性土、黏性土、湿陷性黄土等，加固处理的方法包括注浆法、深层搅拌法、高压旋喷法等，是当前我国水利水电工程施工中最常使用的一种不良地基处理技术。但是化学加固法的使用也存在一定的缺陷，浆液沿着钻杆和钻孔的间隙的过程中会出现地表喷浆的现象，增加了后续维护成本。

2.4粉喷桩复合技术

粉体喷射搅拌桩（简称粉喷桩）属于深层搅拌法加固地基方法的一种形式。粉喷桩复合地基施工技术，也是市政水利工程中软土地基施工的重要方式之一。粉喷桩复合地基施工要从多方面进行综合考虑，要根据实际情况制定相应的处理计划，避免引发后续问题。第一，要控制好水泥粉与石灰粉的配比，保证二者之间能够进行充分搅拌。可以选用适用性良好的施工机械，开展相关实践操作，不断加快软土地基施工处理中的固结速度有效增强其抗压性能的可靠性，为后续市政水利工程施工的安全性奠定坚实的基础。第二，粉喷桩复合地基支持下的软土地基施工技术，应当不断加强对于施工设备与施工材料管控，材料质量是否过关，来源是否可靠，都要进行综合化考量。将各项工作真正落到实处，使得软土地基施工技术的效果更加明显，充分发挥粉喷桩复合地基的独特优势。

2.5注浆技术

通常情况下，对软土地基进行处理时，需要进行较为复杂的硬化处理，借助合理有效的方法不断提升软土地基自身的实际承载力，明确施工作业过程当中的具体标准。注浆是将材料按一定配比制成浆液，用压送设备将浆液压入地层，使浆液在地基中扩散，凝结和硬化，以达到对地基加固的目的。注浆技术属于新型的软土地基施工技术。注浆技术的有效应用，主要体现在用于硬化地基。针对地基硬度不够的情况，特别是在实际衔接方面，使用注浆技术就可以通过水硬性胶质材料的方法，对工程项目进行浇筑作业，以保证软土地基合理全面优化建设，保证地基固化质量，满足后续施工需求。注浆技术的应用，使硬化地基发挥了堵水作用，效果十分明显。如果能够严格按照相关要求，在施工过程当中，利用硬化地基构建相应的隔水层，还能够有效避免雨水引发的一系列不良问题，使工程施工不受到地下水影响，保证水利工程施工质量与安全，防止后期因雨水冲刷而引发塌陷。

2.6水泥土搅拌桩法

水泥土搅拌桩法是指软基处理的一种有效形式。主要运用石灰与水泥等材料作为固化剂主体，借助深层专业搅拌机进行搅拌，在软土地基深部使固化剂与软土相黏合，经过一系列物理与化学反应，软土地基得到硬化，形成高稳定性的优质地基。水泥土搅拌桩法技术的关键在于固化剂的使用，固化剂的基础是水泥。1）做好施工准备工作。首先，须保证施工现场整洁度，避免现场杂物混入固结材料中，影响后续固结效果。其次要确保水泥质量，施工前要检查好水泥标号，确保其符合实际施工需求，严禁使用不合格水泥。2）检查机械设备等是否符合施工需求。确认条件允许后方可开展施工。实际施工过程中，要委派专业监管人员，监管现场施工环节，保证每一项作业都符合相关规定。正式开钻之前，要委派专业人员疏通管道，确保水泥搅拌桩垂直程度，重点关注搅拌桩作业。

结束语

通过对水利工程常见的不良地基基础施工方法与处理策略的探究，我们可以有效解决地基问题，在确保工程安全和可靠运行的同时提高效率。合理选择加固加筋、土壤改良等方法，采取预处理措施和科技应用，增强地基的稳定性和承载能力。此外，风险管理与遗产保护也是不可忽视的因素。通过综合运用这些策略，我们能够更好地处理不良地基问题，实现水利工程的可持续发展。

参考文献

[1]宋伟东.水利工程常见不良地基基础施工方法与处理措施[J].科学与财富,2021(14):147-148.

[2]李煊.水利工程施工中软土地基处理技术[J].石河子科技，2023（3）：35-36.